多結晶ダイヤモンドの紹介

多結晶ダイヤモンド(PCD)は、ダイヤモンド微粉末を金属結合剤(Co、Niなど)を介して重合させて作られる多結晶材料です。多結晶ダイヤモンドは特殊な粉末冶金製品であり、その製造方法には従来の粉末冶金の手法や手段が一部取り入れられています。人造単結晶ダイヤモンドは1950年代以降徐々に開発され、黒鉛を原料として触媒を添加し、高温・超高圧で合成されます。

焼結プロセス中に、添加剤の添加により、Co、Mo、W、WC、Niを主成分とするPCD結晶間に結合架橋が形成され、結合によって形成された強固な骨格にダイヤモンドが強固に埋め込まれます。橋。メタルバインダーの役割はダイヤモンドをしっかりと保持し、ダイヤモンドの切削効率を最大限に発揮することです。さらに、粒子が全方向に自由に分布しているため、亀裂が粒子から粒子へと伝わりにくくなり、PCD の強度と靱性が大幅に向上します。

多結晶ダイヤモンドの特徴

1、超高硬度と耐摩耗性:天然の比類のない材料硬度10,000 HV、耐摩耗性は超硬インサートのほぼ100倍です。

2、異方性単結晶ダイヤモンド結晶は、結晶面と結晶方向の硬度、耐摩耗性、微視的強度、研削と加工の難易度、被削材間の摩擦係数などが大きく異なるため、単結晶の設計と製造は異なります。ダイヤモンドツールは結晶方向を正しく選択する必要があり、ダイヤモンド原材料は結晶方向が同じである必要があります。ダイヤモンド工具の表側と裏側の工具面の選択は、単結晶ダイヤモンド工具を設計する際の重要な問題です。

3、低い摩擦係数:PCDインサートは一部の非鉄材料の加工時に他のインサートより摩擦係数が低く、炭化物の約半分は通常約0.2です。

4、PCD の刃先は非常に鋭利な刃先の鈍円半径は一般に 0.1-0.5um までです。天然単結晶ダイヤモンド工具は 0.002 ~ 0.005um の範囲にあります。したがって、天然ダイヤモンド工具は極薄切削や超精密加工が可能です。

5、低い熱膨張係数:ダイヤモンドの熱膨張係数は超硬合金の熱膨張係数より小さく、高速度鋼の約1/10です。したがって、ダイヤモンド工具は大きな熱変形を生じません。つまり、切削熱による工具サイズの変化が非常に小さいため、これは高い寸法精度が要求される精密加工や超精密加工にとって特に重要です。

PCD ダイヤモンド工具

PCDダイヤモンド工具によるアルミニウムワークの加工は、工具寿命が長く、切りくず除去率が高いというメリットがありますが、工具が高価で加工コストが高いというデメリットがあります。この点は機械製造業界のコンセンサスとなっています。しかし、PCD ツールの開発と応用は近年、多くの変化を遂げてきました。 PCD 工具のもう 1 つの変化は、市場の競争圧力と工具製造プロセスの改善による加工コストの継続的な削減です。市場の競争圧力と工具製造プロセスの改善の複合効果により、PCD 工具の価格は 50% 以上大幅に低下しました。 。これらの傾向により、アルミニウム材料の機械加工における PCD 工具の使用が増加していますが、工具の適用性は、機械加工されるさまざまな材料によって決まります。

PCDダイヤモンドツール

多結晶ダイヤモンド工具の使い方

非シリコンおよび低シリコンアルミニウム合金材料を加工するには、微粒子 (または中粒子) PCD グレードの使用をお勧めします。粗粒PCDグレードは、高シリコンアルミニウム合金材料の加工に使用されます。フライス加工によるワークの表面粗さが要求に満たない場合、より粒度の小さいトリマインサートを使用してワークの表面をトリミングすることで、良好な表面粗さが得られます。

満足のいく加工結果を得るには、ダイヤモンドインサートを正しく適用することが前提条件です。ツールの故障の具体的な原因はさまざまですが、通常は、オブジェクトまたは使用方法の不適切な使用が原因です。 PCD インサートを注文する場合、ユーザーは工具の適応範囲を正しく把握する必要があります。たとえば、PCD インサートを使用して鉄金属ワークピース (ステンレス鋼など) を加工する場合、ダイヤモンドは鋼中の炭素と非常に化学反応しやすいため、PCD インサートの急速な摩耗につながるため、加工には正しい選択が必要です。焼入れ鋼には PCBN インサートを使用してください。

一般的に、切削抵抗を低減し、切りくず腫瘍の発生を防ぐために、PCD インサートはプラスの切れ角を使用する必要があります。しかし、高シリコンアルミニウム合金の加工(特に加工に超硬工具の代わりにダイヤモンドインサートを使用する場合)では、PCD インサートのバックアングルは、使用される元の超硬ツールのバックアングル(250 など)よりもわずかに小さくするのが最適です。高シリコンアルミニウム合金の切削性能を向上させるために、PCDインサートの切れ刃を向上させます。 PCD インサートのポジティブフロントアングルも大きすぎません。工具フロントアングルが大きいほど切れ刃強度は低くなります。つまり、PCD インサートの後角が小さいほど切れ刃強度は高くなります。工具のポジティブな切れ角を確保することを前提に、刃先強度を最大限に高めるため、前角がマイナスのCNMXチップをPCD工具の先端に溶接し、ポジティブな切れ角を形成することで、インサートのマイナスの前面角度により、工具の通常の切削に影響を与えることなく高い刃先強度が得られます。 PCDインサートの刃先処理の際、ダイヤモンドチップをあまり加工する必要はありません。 PCDフライスでは刃先を軽く研ぐことができ、また刃先に軸方向の傾斜を持たせることによりPCD工具の切削性能を向上させることができます。

2023 年 10 月 31 日

私にサカロン・デ・アン・モントン・デ・デューダを定義してください
グラシアス

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